EP3148436B1 - Système d'analyse du remplissage vasculaire durant une ultrafiltration à impulsions courtes pendant l'hémodialyse - Google Patents

Système d'analyse du remplissage vasculaire durant une ultrafiltration à impulsions courtes pendant l'hémodialyse Download PDF

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EP3148436B1
EP3148436B1 EP15799738.8A EP15799738A EP3148436B1 EP 3148436 B1 EP3148436 B1 EP 3148436B1 EP 15799738 A EP15799738 A EP 15799738A EP 3148436 B1 EP3148436 B1 EP 3148436B1
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hemodialysis
compartment
patient
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Aurelio A. DE LOS REYES V
Doris H. FUERTINGER
Franz KAPPEL
Anna MEYRING-WOSTEN
Stephan Thijssen
Peter Kotanko
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Fresenius Medical Care Holdings Inc
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Definitions

  • the server 120 provides one or more estimated output parameters as output so as to facilitate the performance of one or more treatment-related operations (as will be discussed below in further detail with respect to Figure 4 ).
  • J s ( t ) is a continuous function.

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Claims (21)

  1. Procédé, comprenant :
    la réception, par un système de traitement (120), de mesures d'au moins un paramètre lié au sang correspondant à un patient sous hémodialyse, le au moins un paramètre lié au sang comprenant l'hématocrite et/ou le volume relatif du sang ;
    l'estimation, par le système de traitement (120), des valeurs des paramètres liés au traitement d'hémodialyse en appliquant un modèle de remplissage vasculaire basé sur les mesures reçues du au moins un paramètre lié au sang, les paramètres liés au traitement d'hémodialyse étant indicatifs d'un effet du remplissage vasculaire sur le patient causé par l'hémodialyse ; et
    la détermination, par le système de traitement, sur la base des valeurs estimées des paramètres liés au traitement d'hémodialyse, d'une opération liée au traitement d'hémodialyse ;
    la fourniture d'informations concernant l'opération liée à l'hémodialyse ;
    le modèle de remplissage vasculaire étant un modèle à deux compartiments basé sur un premier compartiment correspondant au plasma sanguin dans le corps du patient, un second compartiment basé sur le liquide interstitiel dans le corps du patient, et une membrane semi-perméable séparant le premier compartiment et le second compartiment ;
    caractérisé en ce que
    les paramètres liés au traitement d'hémodialyse comprennent un coefficient de filtration Lp et une pression hydrostatique capillaire Pc ;
    la dynamique du modèle à deux compartiments étant décrite par le système d'équations suivant : { dV p dt = J V + κ − J UF , dc p dt = J S − c p J V + κ − J UF V p , dV i dt = − J V − κ , dc i dt = − J S + c i J V + κ V i ,
    Figure imgb0264
     où J V = L P σ a p 1 c p + a p 2 c p 2 − a i 1 c i + a i 2 c i 2 − P c − P i , J S = { J V 1 − σ c i − c p − c i e x − 1 + ακ si J V > 0 , ακ si J V = 0 , J v 1 − σ c p − c p − c i e x − 1 + ακ si J V < 0 ,
    Figure imgb0265
     et x = J V 1 − σ PS
    Figure imgb0266
    Vp correspondant au volume du plasma dans le premier compartiment comme une fonction du temps t, J v correspondant à la quantité de liquide traversant la membrane à un certain moment, K correspondant à un écoulement constant de lymphe depuis l'interstitium vers le plasma, JUF correspondant à la vitesse de l'ultrafiltration, J s correspondant au flux net des protéines, cp correspondant à une concentration des protéines dans le plasma comme une fonction du temps t, ci correspondant à une concentration des protéines dans l'interstitium comme une fonction du temps t, Vi correspondant au volume du liquide interstitiel dans le second compartiment comme une fonction du temps t, σ correspondant au coefficient de réflexion osmotique, Pi correspondant à la pression hydrostatique interstitielle, α correspondant à une concentration du flux de retour des protéines depuis la lymphe, x correspondant à un nombre de Peclet décrivant le flux de convection par rapport à la capacité de diffusion de la membrane, et PS correspondant à un produit de la perméabilité-surface active ; et
    ap1, ap2, ai1, et ai2 étant les paramètres d'approximation d'un polynôme quadratique respectivement des pressions osmotiques plasmatiques et pressions osmotiques colloïdales interstitielles.
  2. Procédé selon la revendication 1,
    l'opération liée au traitement d'hémodialyse comprenant au moins l'un d'un ajustement (405) d'une vitesse d'ultrafiltration pour le patient sous hémodialyse, de l'arrêt (405) du traitement d'hémodialyse pour le patient, de la génération (407) d'une alerte, et de la fourniture (407) d'une notification indiquant les valeurs correspondant aux paramètres liés au traitement d'hémodialyse, en particulier par l'affichage de la notification sur un écran.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, les paramètres liés au traitement d'hémodialyse incluant en outre l'un ou plusieurs du groupe constitué de :
    la pression hydrostatique interstitielle Pi ;
    le coefficient de réflexion osmotique σ,
    la concentration constante des protéines α ; et
    le débit d'écoulement constant de la lymphe K.
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, le modèle de remplissage vasculaire définissant la dynamique à court terme du remplissage vasculaire par rapport à une période de temps d'environ une heure.
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant en outre :
    la réception, par le système de traitement (120), d'une vitesse d'ultrafiltration définie par une machine de dialyse fournissant l'hémodialyse au patient ;
    l'estimation des valeurs des paramètres liés au traitement d'hémodialyse en appliquant le modèle de remplissage vasculaire étant en outre basée sur la vitesse d'ultrafiltration reçue.
  6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, l'estimation de la valeur des paramètres liés au traitement d'hémodialyse en appliquant le modèle de remplissage vasculaire étant en outre basée sur les valeurs précédemment estimées des paramètres liés au traitement d'hémodialyse correspondant au patient, obtenue à partir d'une base de données (130) et/ou des valeurs initiales par défaut pour les paramètres liés au traitement d'hémodialyse.
  7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, l'application du modèle de remplissage vasculaire comprenant la résolution de manière itérative d'un problème inverse pour calculer les valeurs estimées des paramètres liés au traitement d'hémodialyse.
  8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant en outre :
    la détermination d'une précision des mesures reçues ; et
    la sélection d'un ou plusieurs types de paramètres liés au traitement d'hémodialyse à estimer sur la base de la précision déterminée.
  9. Support non transitoire pouvant être lu par un processeur ayant, stockées dessus, des instructions exécutables par un processeur, les instructions exécutables par un processeur, lorsqu'exécutées par un processeur, étant conçues pour faciliter la performance des étapes suivantes :
    réception, par un système de traitement (120), de mesures d'au moins un paramètre lié au sang correspondant à un patient sous hémodialyse, le au moins un paramètre lié au sang comprenant l'hématocrite et/ou le volume relatif du sang ;
    estimation, par le système de traitement (120), des valeurs des paramètres liés au traitement d'hémodialyse en appliquant un modèle de remplissage vasculaire basé sur les mesures reçues du au moins un paramètre lié au sang, les paramètres liés au traitement d'hémodialyse étant indicatifs d'un effet du remplissage vasculaire sur le patient causé par l'hémodialyse ; et
    détermination, par le système de traitement (120), sur la base des valeurs estimées des paramètres liés au traitement d'hémodialyse, d'une opération liée au traitement d'hémodialyse ;
    fourniture d'informations concernant l'opération liée au traitement d'hémodialyse ;
    le modèle de remplissage vasculaire étant un modèle à deux compartiments basé sur un premier compartiment correspondant au plasma sanguin dans le corps du patient, un second compartiment basé sur le liquide interstitiel dans le corps du patient, et une membrane semi-perméable séparant le premier compartiment et le second compartiment ;
    caractérisé en ce que
    les paramètres liés au traitement d'hémodialyse comprennent un coefficient de filtration Lp et une pression hydrostatique capillaire Pc ;
    la dynamique du modèle à deux compartiments étant décrite par le système d'équations suivant : { dV p dt = J V + κ − J UF , dc p dt = J S − c p J V + κ − J UF V p , dV i dt = − J V − κ , dc i dt = − J S + c i J V + κ V i ,
    Figure imgb0267
     où J V = L P σ a p 1 c p + a p 2 c p 2 − a i 1 c i + a i 2 c i 2 − P c − P i ,
    Figure imgb0268
     J S = { J V 1 − σ c i − c p − c i e x − 1 + ακ si J V > 0 , ακ si J V = 0 , J V 1 − σ c p − c p − c i e x − 1 + ακ si J V < 0 ,
    Figure imgb0269
     et x = J V 1 − σ PS
    Figure imgb0270
    Vp correspondant au volume du plasma dans le premier compartiment comme une fonction du temps t, J v correspondant à la quantité de liquide traversant la membrane à un certain moment, K correspondant à un écoulement constant de lymphe depuis l'interstitium vers le plasma, JUF correspondant à la vitesse de l'ultrafiltration, J s correspondant au flux net des protéines, cp correspondant à une concentration des protéines dans le plasma comme une fonction du temps t, ci correspondant à une concentration des protéines dans l'interstitium comme une fonction du temps t, Vi correspondant au volume du liquide interstitiel dans le second compartiment comme une fonction du temps t, σ correspondant au coefficient de réflexion osmotique, Pi correspondant à la pression hydrostatique interstitielle, α correspondant à une concentration du flux de retour des protéines depuis la lymphe, x correspondant à un nombre de Peclet décrivant le flux de convection par rapport à la capacité de diffusion de la membrane, et PS correspondant à un produit de la perméabilité-surface active ; et
    ap1, ap2, ai1, et ai2 étant les paramètres d'approximation d'un polynôme quadratique respectivement des pressions osmotiques plasmatiques et des pressions osmotiques colloïdales interstitielles.
  10. Support non transitoire pouvant être lu par un processeur selon la revendication 9,
    l'opération liée au traitement d'hémodialyse comprenant au moins l'un d'un ajustement (405) d'une vitesse d'ultrafiltration pour le patient sous hémodialyse, de l'arrêt (405) du traitement d'hémodialyse pour le patient, de la génération (407) d'une alerte, et de la fourniture (407) d'une notification indiquant les valeurs correspondant aux paramètres liés au traitement d'hémodialyse, en particulier par l'affichage de la notification sur un écran.
  11. Support non transitoire pouvant être lu par un processeur selon la revendication 9 ou 10, les paramètres liés au traitement d'hémodialyse incluant en outre l'un ou plusieurs du groupe constitué de :
    la pression hydrostatique interstitielle (Pi ) ;
    le coefficient de réflexion osmotique (σ) ;
    la concentration constante des protéines (α) ; et
    le débit d'écoulement constant de la lymphe (K).
  12. Système, comprenant :
    un système de traitement (120), conçu pour :
    recevoir les mesures d'au moins un paramètre lié au sang correspondant à un patient sous hémodialyse à partir d'un dispositif de suivi, le au moins un paramètre lié au sang comprenant l'hématocrite et/ou le volume relatif du sang ;
    estimer les valeurs des paramètres liés au traitement d'hémodialyse en appliquant un modèle de remplissage vasculaire basé sur les mesures reçues du au moins un paramètre lié au sang, les paramètres liés au traitement d'hémodialyse étant indicatifs d'un effet du remplissage vasculaire sur le patient causé par l'hémodialyse ; et
    déterminer, sur la base des valeurs estimées des paramètres liés au traitement d'hémodialyse, une opération liée au traitement d'hémodialyse ;
    fournir des informations concernant l'opération liée au traitement d'hémodialyse ;
    le modèle de remplissage vasculaire étant un modèle à deux compartiments basé sur un premier compartiment correspondant au plasma sanguin dans le corps du patient, un second compartiment basé sur le liquide interstitiel dans le corps du patient, et une membrane semi-perméable séparant le premier compartiment et le second compartiment ;
    caractérisé en ce que
    les paramètres liés au traitement d'hémodialyse comprennent un coefficient de filtration Lp et une pression hydrostatique capillaire Pc ;
    la dynamique du modèle à deux compartiments étant décrite par le système d'équations suivant : { dV p dt = J V + κ − J UF , dc p dt = J S − c p J V + κ − J UF V p , dV i dt = − J V − κ , dc i dt = − J S + c i J V + κ V i ,
    Figure imgb0271
     où J V = L P σ a p 1 c p + a p 2 c p 2 − a i 1 c i + a i 2 c i 2 − P c − P i ,
    Figure imgb0272
     J S = { J V 1 − σ c i − c p − c i e x − 1 + ακ si J V > 0 , ακ si J V = 0 , J V 1 − σ c p − c p − c i e x − 1 + ακ si J V < 0 ,
    Figure imgb0273
     et x = J V 1 − σ PS
    Figure imgb0274
    Vp correspondant au volume du plasma dans le premier compartiment comme une fonction du temps t, J v correspondant à la quantité de liquide traversant la membrane à un certain moment, K correspondant à un écoulement constant de lymphe depuis l'interstitium vers le plasma, JUF correspondant à la vitesse de l'ultrafiltration, J s correspondant au flux net des protéines, cp correspondant à une concentration des protéines dans le plasma comme une fonction du temps t, ci correspondant à une concentration des protéines dans l'interstitium comme une fonction du temps t, Vi correspondant au volume du liquide interstitiel dans le second compartiment comme une fonction du temps t, σ correspondant au coefficient de réflexion osmotique, Pi correspondant à la pression hydrostatique interstitielle, α correspondant à une concentration du flux de retour des protéines depuis la lymphe, x correspondant à un nombre de Peclet décrivant le flux de convection par rapport à la capacité de diffusion de la membrane, et PS correspondant à un produit de la perméabilité-surface active ; et
    ap1, ap2, ai1, et ai2 étant les paramètres d'approximation d'un polynôme quadratique respectivement des pressions osmotiques plasmatiques et des pressions osmotiques colloïdales interstitielles.
  13. Système selon la revendication 12,
    l'opération liée au traitement d'hémodialyse comprenant au moins l'un d'un ajustement (405) d'une vitesse d'ultrafiltration pour le patient sous hémodialyse, de l'arrêt (405) du traitement d'hémodialyse pour le patient, de la génération (407) d'une alerte, et de la fourniture (407) d'une notification indiquant les valeurs correspondant aux paramètres liés au traitement d'hémodialyse, en particulier par l'affichage de la notification sur un écran.
  14. Système selon la revendication 12 ou 13, comprenant en outre :
    un dispositif de suivi (101), conçu pour déterminer les mesures du au moins un paramètre lié au sang.
  15. Système selon l'une des revendications 12 à 14, comprenant en outre :
    un stockage de données (130), conçu pour communiquer avec le système de traitement (120), et pour recevoir et stocker les valeurs estimées des paramètres liés au traitement d'hémodialyse.
  16. Système selon l'une des revendications 12 à 15, les paramètres liés au traitement d'hémodialyse incluant en outre l'un ou plusieurs du groupe constitué de :
    la pression hydrostatique interstitielle (Pi ) ;
    le coefficient de réflexion osmotique (σ) ;
    la concentration constante des protéines (α) ; et
    le débit d'écoulement constant de la lymphe (K).
  17. Système selon l'une des revendications 12 à 16, le modèle de remplissage vasculaire définissant la dynamique à court terme du remplissage vasculaire par rapport à une période de temps d'environ une heure.
  18. Système selon l'une des revendications 12 à 17, le système de traitement (120) étant en outre conçu pour recevoir une vitesse d'ultrafiltration définie par une machine de dialyse ;
    l'estimation des valeurs des paramètres liés au traitement d'hémodialyse en appliquant le modèle de remplissage vasculaire étant en outre basée sur la vitesse d'ultrafiltration reçue.
  19. Système selon l'une des revendications 12 à 18, l'estimation des valeurs des paramètres liés au traitement d'hémodialyse en appliquant le modèle de remplissage vasculaire étant en outre basée sur les valeurs précédemment estimées du paramètre lié au traitement d'hémodialyse correspondant au patient, obtenue à partir d'une base de données et/ou des valeurs initiales par défaut pour les paramètres liés au traitement d'hémodialyse.
  20. Système selon l'une des revendications 12 à 19, l'application du modèle de remplissage vasculaire comprenant la résolution de manière itérative d'un problème inverse pour calculer les valeurs estimées des paramètres liés au traitement d'hémodialyse.
  21. Système selon l'une des revendications 12 à 20, le système de traitement (120) étant en outre conçu pour :
    déterminer une précision des mesures reçues ; et
    sélectionner un ou plusieurs types de paramètres liés au traitement d'hémodialyse à estimer sur la base de la précision déterminée.
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